Модернизация технологии производства аммиачной селитры на ОАО "Череповецкий "Азот"
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
95,6 100% = 3,6%
Данные по оборудованию приведены в таблице 5.9
Таблица 6.9 Основное оборудование процесса нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком и введение ЖКУ.
ОборудованиеРазмерыПодогреватель газообразного аммиака Т-1 Диаметр, мм Высота, мм Поверхность теплообмена,м2 800 7140 219Аппарат ИТН Р-3 Диаметр реакционной части, мм. Диаметр реакционного стакана, мм. Высота, мм. Диаметр сепарационной части ,мм. Общая высота, мм. Давление, МПа. Температура в реакционной зоне , С. Температура в сепарационной зоне ,С. 1600 1200 5300 3600/2200 11160 0,02 148-165С 100-106СКонтрольный донейтрализатор Р-97 Диаметр, мм Высота, мм 1600 6700Скруббер-нейтрализатор Х-86 Диаметр, мм Высота, мм 600 3814Донейтрализатор Р-4 Диаметр, мм Высота, мм Вместимость, м3 Давление , МПа Температура ,С 800 6720 3,2 0,02 165Подогреватель азотной кислоты Т-2 Диаметр, мм Высота, мм Поверхность теплообмена,м2 600 5610 94Бак-гидрозатвор Е-5 Диаметр, мм Высота ,мм 1600 2508Отделитель- испаритель жидкого аммиака Х-37 Диаметр, мм Высота, мм Вместимость, м3 Поверхность теплообмена, м2 1600 3160 5 2,3
.5 Механические расчеты
Определение толщины стенки.
Рассматриваемый аппарат представляет собой цилиндрическую обечайку. Материал корпуса - сталь 12Х18Н10Т, модуль упругости при температуре 300C - Е=1,9МПа.
Коэффициент прочности сварных швов корпуса , коэффициент Пуассона ? = 0,3.
Прибавка к расчетной толщине корпуса:
с = с1 + с2 + с3, (6.35)
где с1 - прибавка для компенсации коррозии, эрозии, с1 = 2,5мм;
с2 - прибавка для компенсации минусового допуска, с2 = 0,8мм;
с3 - технологическая прибавка, с3 = 4,75мм
с = 2,5 + 0,8 + 4,75 = 8,05мм
Расчетное давление: Р = 0,02МПа.
Температура стенки: Т = 140С.
Диаметр корпуса D = 3600мм.
Величина допускаемых напряжений при температуре t = 140C, ? = 136МПа.
Расчетная толщина стенки корпуса, нагруженной внутренним избыточным давлением, мм:
, (6.36)
где [?] = ??*, ? - поправочный коэффициент, для листового проката ? = 1.
[?] = 1136 = 136МПа
мм
Округляем SR до целого четного числа, SR = 6мм.
Исполнительная толщина обечайки:
S=SR+c (6.37)
S = 4,2+8,5 = 12,7мм.
Принято 14мм.
Условие применения формул:
, (6.38)
для обечаек и труб при D? 200мм
< 0,1 Условие выполняется.
Рассчитаем толщину стенки полусферического днища.
Радиус кривизны в вершине днища: R = 0,5D, R = 2200мм.
(6.39)
мм
Исполнительная толщина стенки днища, мм:
S1 = S1R + c (6.40)1 = 2,6 + 8,5 = 11,1 мм
Принимаем S1 = 12мм.
2 Определение допускаемого давления
Допускаемое наружное давление, МПа:
[Р] = min{[Р]1;[Р]2}, (6.41)
где [Р]2 - допускаемое наружное давление, определяемое из условия прочности обечайки между смежными кольцами жесткости, МПа:
, (6.42)
[Р]2 = = 0,42МПа
[Р]1 - допускаемое давление из условия прочности и условия устойчивости в пределах упругости, МПа:
, (6.43)
[Р]? - допускаемое давление из условия прочности, МПа:
(6.44)
[Р]? = = 1,116МПа
[Р]Е - допускаемое давление устойчивости в пределах упругости, МПа:
; (6.45)
где Кэ - коэффициент, принимаем Кэ = 0,93;
nу - коэффициент запаса устойчивости, nу = 2,4
[Р]Е = = 1,776МПа
[Р]1 = = 0,845МПа
[Р] = min {0,845; 1,016} = 0,845МПа
[Р] > Р2 (0,845 > 0,42), условие прочности и устойчивости выполняется.
Расчет укрепления отверстий
Допускаемый диаметр одиночного отверстия, не требующего дополнительного укрепления:
(6.46)
74мм
Формула применяется, если: ,
где dR - расчетный диаметр отверстия,
dR = d + 2с (6.47)
Отверстие для отбора проб: d = 10мм
dR = 10 + 2 8,05 = 26,1мм
Укрепление не требуется (dR < d0 ).
Отверстие для термопары: d = 40мм
dR = 40 + 2 8,05 = 56,1мм
Укрепление не требуется (dR < d0 ).
Укрепление одиночного отверстия в обечайке, днище, крышке другим штуцером
Внутренний диаметр штуцера d = 600мм.
Наибольший расчетный диаметр отверстия, не требующего дополнительного укрепления, при отсутствии избыточной толщины стенки:
(6.48)
мм
Допускаемое напряжение материала штуцера при расчетной температуре =140МПа.
Допускаемое напряжение материала накладного кольца при расчетной температуре =136МПа.
Расчетная длина внешней части штуцера:
, (6.49)
где l1 - исполнительная длина внешней части штуцера, l1 = 48мм,
сS - сумма прибавок к расчетной толщине штуцера, сS = 0,8мм,
S1 - исполнительная толщина стенки штуцера, мм:
S1 = S1R + сS, (6.50)
, (6.51)
?1 - коэффициент прочности продольного сварного соединения, ?1 = 1,
мм
S1 = 1,7 + 0,8 = 2,5мм
Принимаем S1 = 10мм
мм
Принимаем l1R = 48мм.
Расчетная ширина накладного кольца, мм:
, (6.52)
где l2 - исполнительная ширина накладного кольца, l2 = 240мм,
S2 - исполнительная толщина накладного кольца, S2 = 12мм
мм
Принимаем l2R = 240мм
Расчетная ширина зоны укрепления в окрестности штуцера, мм:
(6.53)
lR = = 194мм
Отношения допускаемых напряжений:
(6.54)
Х1 = Х3 = 140/136
Принимаем Х1 = Х3 = 1.
(6.55)
Х2 = 136/136 = 1
Условие укрепления отверстия:
l1R(S1 - S1R - cS)X1 + l2RS2X2 + l3R(S3 - 2cS)X3 + lR(S - SR - c) ? 0,5(dR - doR) SR (6.56)
(10 - 1,7 - 0,8)1 + 240121 + 0 + 194(18 - 9,8 - 8,05) = 3269мм
,5(600 - 77,2)9,8 = 2561,72м